广西高考化学二轮复习题型十三有机合成与推断选考专项练 18页

题型十三　有机合成与推断(选考) 1.(2018 天津理综,8)化合物 N 具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1)A 的系统命名为　　　　　　　,E 中官能团的名称为　　　　　　　　　　　。 (2)A→B 的反应类型为　　　　　　　　　,从反应所得液态有机混合物中提纯 B 的常用方法 为　　　　　　　。 (3)C→D 的化学方程式为 　。 (4)C 的同分异构体 W(不考虑手性异构)可发生银镜反应;且 1 mol W 最多与 2 mol NaOH 发生反应, 产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的 W 有　　　种,若 W 的核磁共振氢谱具有四组峰,则 其结构简式为　　　　　　　　　　。 (5)F 与 G 的关系为　　　　　(填字母)。 a.碳链异构 b.官能团异构 c.顺反异构 d.位置异构 (6)M 的结构简式为　。 (7)参照上述合成路线,以 为原料,采用如下方法制备医药中间体 。 该路线中试剂与条件 1 为　　　　　,X 的结构简式为　　　　　;试剂与条件 2 为　　　　　,Y 的结构简式为　　　　　。 答案 (1)1,6-己二醇　碳碳双键、酯基 (2)取代反应　减压蒸馏(或蒸馏) (3) +C2H5OH +H2O (4)5　 (5)c (6) (7)试剂与条件 1:HBr,△　X: 试剂与条件 2:O2/Cu 或 Ag,△　Y: 解析(1)A 为 ,根据系统命名法 A 的名称为 1,6-己二醇;E 中官能团的名称为碳碳 双键和酯基。 (2)A→B 的反应属于取代反应,从反应所得液态有机混合物中提纯 B 的常用方法是减压蒸馏(或 蒸馏)。 (3)C→D 的反应属于酯化反应,该反应的化学方程式为: +C2H5OH +H2O。 (4)C 的同分异构体 W 可发生银镜反应,说明含有—CHO,且 1 mol W 最多与 2 mol NaOH 发生反 应,产物之一可被氧化成二元醛,说明水解产物是伯醇(—CH2OH)。符合条件的 W 是甲酸酯(HCOOR),R 的结构有—(CH2)5Br、 、 、 、 —CH2—CH(CH2CH3)—CH2Br 共 5 种,其中核磁共振氢谱具有四组峰的结构简式为 。 (5)根据 F 与 G 的结构式可知二者关系为顺反异构,选择 c。 (6)根据 G→N 的转化关系可知 M 的结构简式为 。 (7)根据 D→E 的转化关系分析可知, 可由 和 合成,因此试剂与条件 1 为 HBr 和△,X 的结构简式为 ; 试剂与条件 2 为 O2/Cu 或 Ag 和△,Y 的结构简式为 。 2.(2018 甘肃白银质检)A、B、C、D、E、F 和 G 都是有机化合物,它们的关系如图所示: (1)化合物 C 的分子式是 C7H8O,C 遇 FeCl3 溶液显紫色,C 与溴反应生成的一溴代物只有两种,则 C 的 结构简式为　。 (2)D 为一直链化合物,其相对分子质量比化合物 C 的小 20,它能跟 NaHCO3 反应放出 CO2,则 D 的分子 式为　　　　　,D 含有的官能团是　　　　。 (3)反应①的化学方程式是 　。 (4)芳香化合物 B 是与 A 具有相同官能团的 A 的同分异构体,通过反应②化合物 B 能生成 E 和 F,F 可能的结构简式是　。 (5)E 可能的结构简式 是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 答案(1) (2)C4H8O2　羧基 (3) +H2O +CH3CH2CH2COOH (4)CH3CH2CH2OH、 (5) 、 、 、 解析(1)C 遇 FeCl3 溶液显紫色说明含有酚羟基,C 与溴反应生成的一溴代物只有两种,结合其分子式 可知 C 的结构简式为 。 (2)D 为一直链化合物,其相对分子质量比化合物 C 的小 20,所以 D 的相对分子质量为 88,它能 跟 NaHCO3 反应放出 CO2,说明 D 中含有羧基,D 的结构简式为 CH3CH2CH2COOH。 (4)由 D 和 F 发生酯化反应生成 G,故 F 是分子中含有三个碳原子的饱和一元醇;F 可能的结构 简式为 CH3CH2CH2OH、 。 (5)E 的结构简式可能为 、 、 、 。 3.(2018 贵州贵阳模拟)合成某治疗心血管疾病药物中间体 F( )的路线如图所示: 已知: Ⅰ.A 是相对分子质量为 58 的烃; Ⅱ.苯环上的烃基可被酸性 KMnO4 溶液氧化为—COOH。 (1)C7H8 的名称为　　　　　　　,A、B 的结构简式分别 为　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。 (2)反应②的反应类型是　　　　　　　　,F 中含氧官能团的名称是　　　　　,反应③的另一种 产物为　　　　　。 (3)写出 C 在一定条件下与 NaOH 溶液反应的化学方程 式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 (4)E 有多种同分异构体,符合下列条件的同分异构体共有　　　　种,写出其中核磁共振氢谱有 5 个峰的物质的结构简式:　。 ①遇氯化铁溶液发生显色反应　②含有羧基 (5)以对二甲苯、乙烯为原料制备聚对苯二甲酸乙二酯 (HO H),参照 A→乙酸的表示方法,写出相应的合成路线图。 答案(1)甲苯　CH3CH2CH2CH3　 (2)取代反应　羟基、酯基　HCl (3) +3NaOH NaCl+2H2O+ (4)13　 (5) HO H 解析(1)~(3)由 A 的相对分子质量易推出其分子式为 C4H10。反应②可视为乙酸分子中的—OH 被氯 原子取代了,故它属于取代反应。由 D 的结构简式可反推出 C 为 、B 为 , 也可推出 E 为 ;C 与 NaOH 溶液反应时—Cl 先被取代引入—OH,连接在苯环上的— OH 及羧基均可与 NaOH 反应,故生成的有机产物为 。 反应③可视为 CH3COCl 中的 CH3CO—取代了 E 中羟基上的氢原子后所形成的,故另一种产物是 HCl。 (4)由①知分子中含有苯环且苯环上连接有—OH。当苯环上有两个取代基时,两个取代基分别为— OH、—CH2COOH,此种情况下有 3 种同分异构体;当有三个取代基时,三个取代基分别为—OH、— COOH、—CH3,三个取代基在苯环上有 10 种位置关系,故共有 13 种同分异构体,其中 的核磁共振氢谱有 5 个峰。(5)对二甲苯先与酸性 KMnO4 溶液反应生成对 苯二甲酸;乙烯先加成生成二卤代物,再水解得到乙二醇,最后发生缩聚反应即得目标产物。 4.(2018 湖南长沙模拟)聚酯增塑剂广泛应用于耐油电缆、煤气管、防水卷材、电气胶带、耐汽油 的特殊制品等。聚酯增塑剂 G 及某医药中间体 H 的一种合成路线如下(部分反应条件略去): 已知: + +R2OH (R1、R2、R3、R4 表示烃基或氢原子) (1)A 的名称(系统命名)为　　　　　　　　,H 的分子式为　　　　　　　　。 (2)写出下列反应的反应类型:反应①是　　　　　　　　　　　,反应④ 是　　　　　　　　　　　。 (3)G 的结构简式为　。 (4)写出反应②的化学方程式: 　。 (5)C 存在多种同分异构体,其中含有一个三元环的物质最多有　　　　　种,写出核磁共振氢谱只 有两种峰的同分异构体的结构简式:　。 (6)以甲苯和乙醇为原料(无机试剂任选)合成 ,写出合成路线图。 答案(1)1,2-二氯丙烷　C8H12O3 (2)加成反应　氧化反应 (3)HO H 或 HO H (4) +2NaOH +2NaCl (5)6　 (或 ) (6) 解析(3)B 的结构简式为 CH3CHOHCH2OH,它与 HOOC(CH2)4COOH 发生缩聚反应生成 G,故 G 的结构简式为 HO H 或 HO H。 (5)除去一个三元环后还有三个碳原子,当它们以一个取代基与环相连时,有 2 种不同的结构; 当它们以两个取代基与环相连时,有 2 种不同的结构;当它们以三个取代基与环相连时,有 2 种不同 的结构,故共有 6 种同分异构体。其中核磁共振氢谱有两个峰则表明结构具有对称性,相应的结构 为 或 。 (6)由产物结构简式和反应信息知,首先需要用甲苯制取苯甲酸,再制备苯甲酸乙酯,然后由乙 醇制备乙酸乙酯,所制得的两种物质再反应即可。 5.(2018 福建厦门模拟)有机物 A 的分子式为 C6H6O2,从 A 开始,工业上合成某种具有抗肿瘤活性有 机物的路线如下: A 请回答下列问题: (1)有机物 A 的结构简式为　　　　　　　　　　　　;A 与足量溴水反应可生成有机物 B,该反应 的化学方程式 为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ;1 mol B 与足量 NaOH 溶液反应时最多可消耗 NaOH 的物质的量为　　　　　。 (2)反应①所得有机物中的含氧官能团为　　　　和　　　　。(填名称) (3)反应②的反应类型为　　　　　　;反应③中生成的另一种芳香族有机物的名称为　。 (4)已知反应④中加入的试剂 X 的分子式为 C7H5OCl,则 X 的结构简式 为　　　　　　　　　　　　。 (5)有机物 的一种同分异构体满足下列条件: Ⅰ.苯环上有 2 个取代基; Ⅱ.其分子中有 5 种不同化学环境的氢原子; Ⅲ.能与 FeCl3 溶液发生显色反应且能与 NaHCO3 溶液反应放出气体。 写出该同分异构体的结构简式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1) 　 +4Br2 ↓+4HBr 10 mol (2)(酚)羟基　羰基 (3)取代反应　对甲基苯甲酸(或 4-甲基苯甲酸) (4) (5) 解析(1)A 的分子式为 C6H6O2,A 能与 CH3COOH 发生反应生成 ,则 A 的结构简式为 。 是二元酚,与溴水反应时,苯环上羟基邻位上的氢原子都能被溴原子取代,得到 。 与足量 NaOH 溶液反应时,酚羟基能与 NaOH 反应,同时苯环上的—Br 可与 NaOH 反应,生成的酚羟基可以继续与 NaOH 反应,故 1 mol 该物质最多消耗 10 mol NaOH。(3) 对比反应②前后有机物的结构,可知反应②是取代反应。对比反应③的反应物和生成物,可知反应 ③生成的另一种芳香族有机物是 ,名称为对甲基苯甲酸。(4)参考反应②的反 应原理,对比反应④前后有机物的结构简式,结合 X 的分子式可知 X 是 。(5)该同分异 构体分子中含有酚羟基和羧基,因为苯环上只有 2 个取代基,故这 2 个取代基是—OH 和—CH2COOH; 其分子中有 5 种 不同化学环境的氢原子,故其结构简式为 。 6.有机物 F 可用于制造香精,可利用下列路线合成。 回答下列问题: (1) 分子中可能共面的原子最多有　　个; (2)物质 A 的名称是　　　　　　　; (3)物质 D 中含氧官能团的名称是　　　　　; (4)“反应④”的反应类型是　　　　　　; (5)写出“反应⑥”的化学方程式: 　; (6)C 有多种同分异构体,与 C 中所含有的官能团相同的有　　　种,其中核磁共振氢谱为四组峰的 结构简式为 和　　　　　　　　　　　。 (7)参照上述合成路线,以 为原料(无机试剂任选),设计制备 的 合成路线。 答案(1)9　(2)2-甲基-1,2-二溴丁烷　(3)羧基 (4)消去反应 (5) + +H2O (6)11　 (7) 解析 和溴发生的是加成反应,根据加成产物可判断 A 的结构简式为 CH3CH2C(CH3)BrCH2Br,反应 ②是水解反应,生成物 B 的结构简式为 CH3CH2C(CH3)OHCH2OH。B 氧化得到 C,则 C 的结构简式为 CH3CH2C(CH3)OHCOOH。根据 C 和 D 的分子式可判断,反应④是消去反应,则 D 的结构简式为 CH3CH C(CH3)COOH,反应⑤属于卤代烃的水解反应,则 E 的结构简式为 ,E 和 D 通过 酯化反应生成 F,则 F 的结构简式为 。 (1) 分子中的五个 C、双键上的两个 H、两个烷基上各有一个 H 可能共面,故可能共面的 原子最多有 9 个。 (2)A 为 CH3CH2C(CH2) BrCH2Br,其名称是 2-甲基-1,2-二溴丁烷。 (6)C 有多种同分异构体,与 C 中所含有的官能团相同的有 11 种: 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ;其中核磁共振氢谱 为四组峰的结构简式为 和 。 (7)对比原料与产物,要将溴原子水解得—OH,再将末端的—OH 氧化成—COOH,最后再酯化成 环。 7.有机高分子材料 M 的结构简式为 ,下图是由有机物 A(分子式为 C5H8O)和苯甲醛为 原料生产该有机物的合成路线。 已知:①A 分子中有两种不同环境的氢原子 ②CH3CH2CH CH2 CH3CHBrCH CH2 CH3CHO+CH3CHO CH3CH CHCHO+H2O 请回答以下问题: (1)A 的结构简式为　　　　,B 的名称为　　　　,F 中所含官能团的名称是　。 (2)①和③的反应类型分别是　　　　、　　　　;反应②的反应条件为　。 (3)反应④的化学方程式为 　。 (4)有机物 E 有多种同分异构体,其中同时符合下列条件的同分异构体有　　　　　　　　种。 ①属于芳香酯类　②其酸性水解产物遇 FeCl3 显紫色 (5)以 1-丙醇和 NBS 为原料可以制备聚丙烯醇( )。请设计合成路线(其他无机原料 任选)并用如下方式表示。 A B…… 目标产物 答案(1) 　环戊烯　碳碳双键、羧基 (2)消去反应　加成反应　氢氧化钠水溶液、加热 (3) + +H2O (4)13 (5)CH3CH2CH2OH CH3CH CH2 CH2BrCH CH2 CH2OHCH CH2 解析根据题意,A 为 ,B 发生取代反应生成 C,B 的结构简式为 ,根据反应①得到产物羟基的位置,C 中溴原子的位置应在羟基的位置,即 C 的结构简式为 ,反应②为在碱的水溶液中发生的取代反 应。根据反应信息,以及 E 的产物,推出 E 的结构简式为 ,D 的结构简式为 CH3CHO,F 的结构简式为 ,反应④发生酯化反应。(1)根据上述分析,A 的结构 简式为 ,B 为环戊烯,F 中含有碳碳双键和羧基。(2)①是消去反应、③是加成反应;反应②是取代 反应,条件是氢氧化钠的水溶液,并加热。(3)反应④是酯化反应,其化学方程式为 + +H2O。(4)①属于芳香酯,含有酯基, ②水解后遇 FeCl3 发生显色反应,说明水解产物含有酚羟基, 、 (苯环上甲基共有 3 种位置)、 (苯环上乙基共有 3 种位置)、 (另一个 甲基有 4 种位置)、 (另一个甲基位置还有 2 种),共有 13 种。(5)此高分子化合物单体 为 CH2 CHCH2OH,1-丙醇先发生消去反应,生成 CH2 CHCH3,根据信息,先发生取代反应,生成 CH2 CHCH2Br,然后发生水解,路线图为 CH3CH2CH2OH CH3CH CH2 CH2BrCH CH2 CH2OHCH CH2 。 8.环丁基甲酸是重要的有机合成中间体,其一种合成路线如下: 回答以下问题: (1)A 属于烯烃,其结构简式为　。 (2)B→C 的反应类型是　　　　　　　　　,该反应生成的与 C 互为同分异构体的副产物是　　　　 (写结构简式)。 (3)D 的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　,E 的化学名称是　　　　　　　　　　。 (4)写出同时满足下列条件的 G 的所有同分异构体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (写结构简式,不考虑立体异构)。 ①核磁共振氢谱为 3 组峰; ②能使溴的四氯化碳溶液褪色; ③1 mol 该同分异构体与足量饱和 NaHCO3 溶液反应产生 88 g 气体。 (5)H 的一种同分异构体为丙烯酸乙酯(CH2 CH—COOC2H5),写出聚丙烯酸乙酯在 NaOH 溶液中水解的 化学方程式 　。 (6)参照上述合成路线,以 和化合物 E 为原料(无机试剂任选),设计制备 的合 成路线。 答案(1)CH2 CH—CH3 (2)加成反应　 (3)HOOC—CH2—COOH　丙二酸二乙酯 (4)HOOC—CH2—CH CH—CH2—COOH、 CH2 C(CH2—COOH)2 (5) +nNaOH +nC2H5OH (6) 解析用逆合成分析法:由 C 的结构可推出 B 为 CH2 CH—CH2Br,A 为 CH2 CH—CH3。(1)A 与 Br2 光照条件下发生取代反应生成 B,B 与 HBr 发生加成 反应生成 C,A 属于烯烃,则为丙烯,其结构简式为 CH2 CH—CH3。 (2)CH2 CH—CH2Br 与 HBr 发生加成反应生成 CH2Br—CH2—CH2Br,故 B→C 的反应类型是加成反应;该反应生成的与 C 互为同分异构体的副产物是 CH3—CHBr—CH2Br。(3)D 与 E 发生酯化反应生成 F,由 E 的结构简式可推出 D 为丙二酸,结构简式为 HOOC—CH2—COOH;E 的化学名称是丙二酸二乙酯。(4)G 为 ,其同分异构体:①核磁共振氢 谱为 3 组峰,则有 3 种不同化学环境的氢原子。②能使溴的四氯化碳溶液褪色,则有碳碳双键。③1 mol 该同分异构体与足量饱和 NaHCO3 溶液反应产生 88 g 气体,则分子中有 2 个羧基。综上,结构简 式为 HOOC—CH2—CH CH—CH2—COOH、 CH2 C(CH2—COOH)2 两种。(5)丙烯酸乙酯 (CH2 CH—COOC2H5)发生加聚反应生成聚丙烯酸乙酯( ),聚丙烯酸乙酯在 NaOH 溶液中水解的化学方程式为 +nNaOH +nC2H5OH。(6)以 和化合物 E(丙二酸二乙酯)为原料,制备 , 根据逆合成分析法,制备 ,需要 ; 与 (丙二酸二乙 酯)反应生成 ; 可由 与 HBr 取代生成。 9.A 是一种重要的食用香料,以 A 为原料制备阴离子树脂 M 和新型聚酯材料 N 等的合成路线如下: 已知: Ⅰ. RCHO+R'CHO Ⅱ.RC(OH) CH2 不稳定,很快转化为 RCOCH3 (1)A 的结构简式为　　　　　　　　,反应②的类型为　　　　　　　　　　　　。 (2)B 的名称为　　　　　　　　　　　　,F 的分子式为　　　　　　　　　　　　。 (3)写出反应⑥的化学方程式 　。 (4)反应①②③④⑤⑥中原子利用率为 100%的有　　　　　　　　(填字号)。 (5)A 的同分异构体有很多种,其中能与金属 Na 反应生成 H2 的链状化合物还有　　　　种,其中核 磁共振氢谱峰面积之比为 6∶1∶1 的同分异构体有　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出 结构简式)。 答案(1) 　氧化反应 (2)2,3-丁二醇　C6H4O5 (3)nCH3COCH CH2 (4)①③⑥ (5)9　(CH3)2CHCOOH、(CH3)2C(OH)CHO 解析 A 的不饱和度为 1,含有一个双键,A 能与氢气发生加成反应生成 B,结合题意,B 含有醇羟基,D 和氢气发生加成反应生成 E,E 为乙醇,D 为乙醛,B 为 CH3CH(OH)CH(OH)CH3,A 为 CH3COCH(OH)CH3,B 和 F 生成 N,则 F 为 ;A 发生消去反应生成 C。C 的结构简式为 CH3COCH CH2,C 发生加聚反应生成 M,M 结 构简式为 。 (1)A 的结构简式为 ,反应②的类型为氧化反应。(2)CH3CH(OH)CH(OH)CH3 的名 称为 2,3-丁二醇, 的分子式为 C6H4O5。(3)反应⑥的化学方程式为 nCH3COCH CH2 。(4)有机反应中加成或加聚反应的原子利用率为 100%,则满足条件的反 应为①③⑥。(5) 的同分异构体有很多种,其中能与金属 Na 反应生成 H2 的链状化合 物,可以是羧酸,有 2 种,可以是羟基醛,有 5 种,另外与 A 有相同官能团的同分异构体有 2 种,共有 9 种。其中核磁共振氢谱峰面积之比为 6∶1∶1 的同分异构体有(CH3)2CHCOOH、(CH3)2C(OH)CHO。 10.有机物 M 是一种食品香料,可以 C4H10 为原料通过如下路线合成: 已知:①R—CH CH2 R—CH2CH2OH ②RCH2CHO+R'CH2CHO ③F 分子中的碳链上没有支链;E 为芳香族化合物且 E、N 都能发生银镜反应。 请回答下列问题: (1)A、B 均为一氯代烃,写出其中一种的名称(系统命名)　　　　　　　　　　　;M 中的官能团名 称为　　　　　　　　　　　。 (2)写出下列反应的反应类型:F→G　　　　　　　,D+G M　　　　　　　　。 (3)F 与新制 Cu(OH)2/NaOH(aq)反应的化学方程式为 　。 (4)M 的结构简式为　　　　　　　　　　　　　　　　　;E 的核磁共振氢谱有　　　　种峰。 (5)与 G 具有相同官能团的 G 的芳香类同分异构体有　　　　种,请写出其中一种的结构简 式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 (6)参照上述合成路线,以苯乙烯( )和乙醛为原料(无机试剂任选),设计制备 的合成路线。 答案(1)2-甲基-1-氯丙烷　碳碳双键和酯基 (2)氧化反应　酯化反应 (3) +2Cu(OH)2+NaOH +Cu2O↓+3H2O (4) 　4 (5)4　 、 、 、 (任写一种) (6) 解析 C4H10 的结构简式可能为 CH3CH2CH2CH3 或 CH3CH(CH3)2,C4H10 与氯气发生取代反应生成 A 和 B,A 和 B 发生消去反应只生成一种烯烃,则 C4H10 为 CH3CH(CH3)2。A、B 为它的两种一氯代物,即 2-甲基-1-氯丙烷和 2-甲基-2-氯丙烷。由信息①可知 C 为(CH3)2C CH2,D 为(CH3)2CHCH2OH,E、N 分子中都有醛基,F 分子中的碳链上没有支链,由信息② 可知 E 为 ,N 为 CH3CHO,F 为 ,G 为 ,G 与 D 发生酯化反应生成 M。所以 M 的结构简式为 , 的核磁共振氢谱有 4 种峰。G 分子中的官能 团为碳碳双键和羧基,由于要求写出 G 的芳香类同分异构体,即分子中要有苯环,符合题意的分子的 结构简式有 、 、 、 4 种。(6)分析待制备 物的结构简式,结合题中已知②,可知需先将 转化为苯乙醛,苯乙醛可由苯乙醇氧化得到, 而苯乙醇可通过已知①由苯乙烯得到,进而可设计出整个合成路线。